science >> Wetenschap >  >> Fysica

Binnen 10 jaar, een LHC met hoge helderheid bij CERN

LHC-tunnel (Large Hadron Collider), een deeltjesversneller aan de Frans-Zwitserse grens. Het is 's werelds krachtigste deeltjesversneller. Krediet:Cyril Fresillon/LHC/CNRS Photothèque

Vrijdag is er een nieuwe site geopend, 15 juni 2018, bij de LHC, de Large Hadron Collider. Begonnen in 2011, dit project heeft tot doel om tegen 2026 een LHC met hoge helderheid (HL-LHC) in gebruik te nemen die het aantal proton-protonbotsingen zal verhogen en meer gegevens zal verzamelen. Frankrijk draagt ​​substantieel bij aan dit project (ten bedrage van 180 miljoen euro, inclusief salarissen). Teams bij CNRS en CEA nemen deel aan technologisch onderzoek en ontwikkeling, specifiek op supergeleidende magneten en op verlenging van de levensduur van detectoren en de versneller. In Frankrijk zijn meer dan 400 wetenschappers betrokken bij deze vernieuwing van 's werelds grootste en krachtigste deeltjesversneller.

De LHC – Large Hadron Collider – werd voor het eerst in gebruik genomen in 2008. Het is een ring met een omtrek van 27 kilometer die is uitgerust met duizenden supergeleidende magneten die versnelde deeltjes in de ring houden. De voortgedreven deeltjes botsen met een snelheid die dicht bij de lichtsnelheid ligt. Om gegevens te verzamelen, de versneller heeft vier deeltjesdetectoren:Atlas, CMS, Alice en LHCb.

Dit nieuwe werk moet de helderheid van de versneller met een factor 5 tot 7 verhogen, het concentreren van het grootst mogelijke aantal deeltjes in de kleinst mogelijke ruimte, waardoor het aantal botsingen toeneemt op het moment dat de twee protonenbundels elkaar kruisen. Dit zal wetenschappers in staat stellen zeldzame verschijnselen te bestuderen en de onmisbare resultaten met hoge precisie te verkrijgen die nodig zijn om de eigenschappen van het Higgs-boson te specificeren. Breder, dit is een stap in de richting van het begrijpen van het standaardmodel en de scenario's die daaruit voortvloeien.

De CNRS en de CEA leiden het Franse deel van de samenwerking. Ze werken al enkele jaren aan supergeleidende magneten die bedoeld zijn om de bundels effectief te focusseren. Deze magneten zijn een van de controlerende onderdelen voor alle toekomstige versnellers. Andere O&O op dit gebied is gericht op magneten met zeer hoge velden die, op de lange termijn, verhoging van de energie van de botsers.

Technicus die onderhoud doet aan het CMS (Compact muon solenoid), een grote detector in de Large Hadron Collider (LHC), tijdens een lange technische stilstand (2013-2015). Krediet:Cyril Fresillon/LHC/CNRS Photothèque

Teams van het CNRS, de CEA, en hun universitaire partners zullen werken aan de Atlas- en CMS-deeltjesdetectoren:er zullen belangrijke verbeteringen aan de detectoren worden aangebracht, zodat ze beter presteren in veel intensere omstandigheden. Voor zowel de detectoren als de versnellers, deze projecten zijn in samenwerking met kleine en middelgrote Franse bedrijven. Als onderdeel van wetenschappelijke projecten, Frankrijk wil ook bijdragen aan de uitdaging om de gegevens van de HL-LHC-experimenten te verwerken, die voor het eerst de exabyte1-schaal zal overschrijden.

Volgens de huidige planning de HL-LHC zal werken van 2026 tot 2036-37 na twee stilstandfasen:2019-2020 en 2024-2026 (wanneer de CNRS en CEA aan de deeltjesdetectoren zullen werken).

Atlas, de grootste deeltjesdetector ooit gebouwd voor deeltjesfysica (46 m lang en 25 m hoog), geopend tijdens een stilstand. Ontworpen om ons te helpen ons universum te begrijpen en hoe het evolueerde, het detecteert elementaire deeltjes geproduceerd tijdens proton-proton botsingen. Krediet:Cyril Fresillon/LHC/CNRS Photothèque